趙小峰，李春良

(1.長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北保定 071000；2.河北省汽車工程研究中心，河北保定 071000)

穩(wěn)定桿連接桿球銷力矩衰減研究

趙小峰1,2，李春良1,2

(1.長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北保定 071000；2.河北省汽車工程研究中心，河北保定 071000)

針對(duì)汽車穩(wěn)定桿連接桿球銷力矩衰減問題，給出了問題的確認(rèn)方法和注意事項(xiàng)；分別從產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配三方面給出分析力矩衰減原因的思路和方法，并給出兩種力矩校核的方法，此方法也可用于設(shè)計(jì)前期的力矩校核。

連接桿；力矩衰減；力矩校核

0 引言

在汽車設(shè)計(jì)上，穩(wěn)定桿連接桿[1]在行車過程中主要承受由于輪胎上下跳動(dòng)帶動(dòng)穩(wěn)定桿兩端跳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的拉壓力，在承受多次耐久沖擊后，穩(wěn)定桿連接桿易產(chǎn)生固定螺母力矩衰減、連接桿斷裂、異響等問題。一般前懸模塊中前穩(wěn)定桿連接桿上端連接減震器，后懸模塊中后穩(wěn)定桿連接桿上端連接后橫向穩(wěn)定桿，下端連接后下擺臂總成。圖1為穩(wěn)定桿連接桿在汽車底盤中的位置。

圖1 穩(wěn)定桿連接桿在汽車底盤中的位置圖

穩(wěn)定桿連接桿結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 穩(wěn)定桿連接桿結(jié)構(gòu)圖

1 研究方法

穩(wěn)定桿連接桿螺母力矩衰減問題調(diào)查步驟如下：

1.1 問題確認(rèn)

(1)拆解之前先測(cè)一下力矩，確認(rèn)漆線有沒有移位，拍照留取證；也可通過與駕駛員詳談進(jìn)一步了解問題發(fā)生的過程，及時(shí)地記錄各種問題點(diǎn)。

(2)拆解之后需要測(cè)量的就是連桿球銷的直徑、配合件安裝孔直徑以及與此位置相關(guān)的各種安裝尺寸。若連接部位使用的是自鎖螺母[2]，可將螺母重新擰入，估算一下螺母還有無自鎖力矩；若連接部位采用涂膠方式，要及時(shí)確認(rèn)涂膠量及涂膠位置是否符合要求。

(3) 故障件要及時(shí)更換，便于后期測(cè)量各零部件的各種性能(如：硬度、保證載荷、鎖緊力矩)，最主要是衡量一下配合件是否有更換必要。

在接到螺母反松后，一定要叮囑駕駛員不要私自將螺母力矩重新打緊，重新打緊后無法確認(rèn)螺母反松后力矩是否還符合力矩衰減30%的范圍要求。

1.2 產(chǎn)品質(zhì)量排查

(1)自鎖螺母

檢測(cè)螺母的保證載荷、螺紋、硬度、脫碳層、鎖緊力矩(滿足GB/T 3098.9要求)等相關(guān)性能；測(cè)量連桿球銷螺紋、硬度；測(cè)量配合件相關(guān)尺寸。

(2)非自鎖螺母(涂膠)

涂膠量確認(rèn)，檢測(cè)螺母的保證載荷、螺紋、硬度、脫碳層等相關(guān)性能；測(cè)量連桿球銷螺紋、硬度；測(cè)量配合件相關(guān)尺寸。

確認(rèn)以上零部件尺寸及性能滿足設(shè)計(jì)要求。

1.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否滿足要求，主要校核所設(shè)力矩值是否滿足要求[3]，核算過程不考慮連桿球銷承受外載荷的情況，螺栓的軸向力等于螺栓的預(yù)緊力。力矩校核所需要用的參數(shù)： 連桿球銷螺紋摩擦因數(shù)μth、支撐端面摩擦因數(shù)μb、螺紋綜合摩擦因數(shù)μtol、螺距P、螺紋中徑d2、安裝孔直徑db、法蘭面直徑D0、螺紋應(yīng)力截面積As、力矩值T(選取最小值)。

力矩校核：

方法一：

根據(jù)GB/T 16823.3-2010可知：

Db=(D0+db)/2

F×μb=F1

式中：F為軸向力；F1為徑向摩擦力。

假定穩(wěn)定桿連接桿實(shí)車受力為F2，只要滿足F2

方法二：

根據(jù)GB/T 16823.3-2010可知：

Db=(D0+db)/2

F×μb=F1

假定穩(wěn)定桿連接桿實(shí)車受力為F2，只要滿足F2

穩(wěn)定桿連接桿受力值F2可以通過兩種方法獲得：實(shí)車采集或理論校核。實(shí)車采集可以采用貼應(yīng)變片的方式獲得，行車工況應(yīng)當(dāng)選取壞路況。理論校核方法如下：

穩(wěn)定桿連接桿可視為一個(gè)二力桿，由于應(yīng)力傳遞是從一端傳遞到另一端，產(chǎn)生的力會(huì)經(jīng)過中間的連接桿進(jìn)行傳遞，所以可直接采集連接桿上經(jīng)過的應(yīng)力即可，應(yīng)變片粘貼位置如圖3所示。

圖3 應(yīng)變片粘貼位置圖

計(jì)算方法如下，穩(wěn)定桿在整車中的位置參考圖4。

圖4 穩(wěn)定桿在整車中的位置

計(jì)算所需要知道的參數(shù)為：

(1)穩(wěn)定桿扭轉(zhuǎn)線剛度：C(N/mm)；

(2)車輪下跳行程：A(mm)，上跳行程B(mm)；

(3)輪心距離車輛縱向平分面距離Y(mm)；

(4)穩(wěn)定桿兩端距離車輛縱向平分面距離X(mm)。

利用杠桿比可算出穩(wěn)定桿上、下跳動(dòng)過程中產(chǎn)生的力：

F2=C×[(A+B)×(X/Y)]

穩(wěn)定桿的上下跳行程(A+B)×(X/Y)還可通過搭建整車DMU校核得出。

1.4 裝配方面排查

(1)涂膠量確認(rèn)；

(2)打緊力矩確認(rèn)。若是電動(dòng)扳手?jǐn)Q緊，可用手動(dòng)力矩扳手測(cè)量一下擰緊值差異。

確認(rèn)以上工藝是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2 結(jié)束語

提供了解決穩(wěn)定桿連接桿球銷力矩衰減的處理方法。要點(diǎn)是要及時(shí)確認(rèn)問題，現(xiàn)地現(xiàn)物，按照以上方法逐一排查，如果項(xiàng)目進(jìn)度緊急，可同時(shí)進(jìn)行，如此定能查出力矩返松的真正原因。在設(shè)計(jì)前期，一定要校核連桿球銷的力矩[4]，保證力矩在設(shè)計(jì)上無問題，提高解決問題的效率。

【1】范曉軒,張偉,陳劍峰,等.轎車穩(wěn)定桿連桿球頭粘滑測(cè)試工裝設(shè)計(jì)[C]//2015中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集，2015.

【2】張占元.自鎖螺母的防松及滾壓收口的應(yīng)用[J].飛機(jī)設(shè)計(jì),2002(1):49-52. ZHANG Z Y.Application Research on Blocking of Self-locking Nuts and Reducing by Rolling[J].Aircraft Design,2002(1):49-52.

【3】濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2001.

【4】黃健.汽車裝配自動(dòng)擰緊機(jī)[D].上海：上海交通大學(xué)，2008.

【5】卜炎.螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].北京：高等教育出版社，1995:1-4.

Research of Torque Decrease of Stab Bar Link Ball-pin

ZHAO Xiaofeng1,2，LI Chunliang1,2

(1.Research & Development Center of Great Wall Motor Company,Baoding Hebei 071000,China;2.Automotive Engineering Technical Center of Hebei,Baoding Hebei 071000,China)

In order to solve the problem of torque decrease of stab bar link ball-pin, the confirmation method and the matters needing attention were provided. Three aspects must be considered to solve the problem, which were product quality, product design and product assembling. Two kinds of method for torque check were also provided, which were applicable to the torque check in preliminary design process.

Stab bar link; Torque decrease ; Torque check

2016-09-06

趙小峰(1984—)，男，碩士，研究方向?yàn)槠嚨妆P設(shè)計(jì)。E-mail:282973694@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.01.017

U463.33

B

1674-1986(2017)01-067-03